大倾角厚煤层工作面精细化放煤技术研究

孔德茂 胡刚

摘要：综采放顶煤技术是一种高产高效的煤矿生产技术，但它也有回采率低的缺点，尤其是遇到特殊地质条件时更严重影响回采率的提高，因此如何提高放顶煤工作面的回采率是我们研究的重点。本文结合济二矿某某工作面大倾角厚煤层的实际情况，在设备配套、劳动组织、工艺优化、技术支持、现场管理等方面进行研究探讨形成一套精细化放煤技术，得到了很好的效果，希望能为相似地质条件的生产提供帮助。

关键词：综采放顶煤;回采率;大倾角;厚煤层;精细化放煤技术

1 情况简介

1.1某某综放工作面为某采区首采工作面，工作面大部分位于3煤合并区范围内。工作面煤层产状变化大，煤层倾角3～15°，局部可达17°;西部揭露3煤合并区，煤层较厚;东部揭露煤3下，煤层厚度变化大。煤层普氏系数一般在1.91左右，为软～中等硬度较稳定煤层。

1.2 某某综放工作面采用综采放顶煤一次采全高采煤法，正常生产期间采高控制在3.4±0.1m，初次放顶及大坡度（≥15°）段采高控制在3.2±0.1m，过断层期间要在保证煤机过机高度且液压支架立柱行程不小于200mm的前提下降低采高，尽量减少破矸。

1.3 煤机沿3下煤底板割煤，上部顶煤由支架收回插板摆动尾梁进行放煤。工作面煤层厚度3.6～11.7m，平均8.41m。煤机割煤高度3.4±0.1 m，平均放煤高度5.01m，采放比为1：1.47。

2 放顶煤的原理

我们根据以往的放顶煤经验与本工作面的实际，归纳出放顶煤的基本原理：

2.1 顶煤在支架顶梁上方比较稳定，在顶梁与尾梁的铰接点处出现弯曲下沉现象，在后尾梁下端上方出现裂隙破碎（跟顶板的跨落原理过程一致），现场通过收后插板和上下摆动尾梁完成放煤工序。

2.2 其中尾梁上下摆动来加快顶煤的破碎速度和加大顶煤的破碎程度，再通过收伸后插板来控制放煤量。

3 放顶煤的精细化工艺

我们根据某某工作面的特殊情况，积极的研究探讨，在设备配套安装、区队制度管理、现场工艺优化等方面采取了以下提高放煤效率的措施：

3.1 设备配套的优化

3.1.1 工作面支架的选型

某某综放工作面选用液压支架ZF12000/22/42型放顶煤支架，上下两端头选用ZFG12000/22/38型放顶煤端头支架。根据验算此型号支架能满足支护要求，更适合大采高工作面放顶煤的采高等技术要求。

3.1.2 针对工作面仰斜开采，煤炭在滑落的过程中部分掉到采空区，或者煤炭在后部刮板输送机上运行时常常会向两侧溢出形成三角残煤。为提高回采率，我们在安装期间引入后部运输机回煤装置，很好的实现对后部刮板输送机外侧三角残煤的回收，节约了资源。

3.1.3 由于大坡度仰采段采高降低，顶煤滑落位置后移300mm左右，为保证放煤效果，采高在3m以下时拉后溜链子放在15环（每环长度为180mm，后插板全部收回时后部运输机空出500mm的放煤空间）。

3.2 区队制度管理

3.2.1 制定严格合理的考核制度，割煤按架支付工资，放煤按照产量支付工资，区队根据工作面的煤厚、采高的比例（10.5：3.5=3：1），确定每架的割煤吨数，根据电子秤上的产量来计算出放煤产量支付放煤工资，现场加强验收考核，奖罚分明，有效的提高职工的放煤积极性。

3.2.2 工作面生产期间每班至少安排4人放煤（包括工班长）。

3.2.3 矿和区队加强对放煤的监督检查，放不好的严格按照制度进行处罚，超过10组进行挂牌处理。

3.3 放煤工艺优化

3.3.1 现场合理协调好割煤与放煤的关系。煤机正常割煤速度在2m至3m之间，后部放煤均衡总煤量，由运输机司机控制前后部的煤量协调，煤机进端头时要加大放煤量。

3.3.2 采取分段多輪式循环放煤，一采一放，放净顶煤，经验收员验收合格后放可拉移后部运输机。

3.3.3 采取分段循环多轮放煤法。

（1）、分段：共分为两段：第一段是1—70#架;第二段是71—134#架。即煤机在第一段割煤时，放煤工去另一段放煤;

（2）、顺序多轮循环;原则上每段都是从机头方向向机尾方向依次放煤。同时至少安排3个放煤工，间隔不少于10组支架，第一个放煤工（粗放）放2/3后关门去放下一组支架，第二个放煤工（细放，控制好量及见矸情况）再放剩下的1/3;第三个（根据情况放）最好是组长或工班长来排查放煤情况适当补放;第四个就是验收员（放顶煤工作面验收员主抓放煤）验收合格方可拉移此段的后部运输机。

3.3.4 区队定期进行探煤厚，并结合地测科提供的煤层地质图来确定放煤的重点区域，及时在班前会给职工讲解，保证放煤的有序进行、重点区域重点监督考核。

3.3.5 剪网放煤。综放工作面两端头及工作面遇顶板破碎区或特殊地质构造带时需要采取上网护顶，网延至后尾梁下时会影响放煤。为保证煤炭资源的回收必须采取剪网方式进行放煤。

（1）端头放煤。端头支架连网正常情况下连3组支架，尽量连单网，端头支架的网尽量与巷道顶网连在一起并且每200mm一扣联结牢固，这样能保证巷道顶煤跨落后能部分流入后部运输机，增加了煤炭资源的回收;生产中规定机头机尾各两组支架不用剪网，其他都要剪网放煤。

（2）正常支架因顶板破碎或地质构造联网区域，必须在后部进行剪网放煤。

（3）剪网放煤必须要停止后部运输机，并将后插板收回、后尾梁千斤顶缩回来，两人一组，一人监护安全，一人进入架后进行剪网作业，人员严禁进入后部运输机内作业，在架后进行剪网，可采取用钢管加长剪钳的方式进行剪网。

3.4加强工程质量管理

工程质量的好坏也直接影响放煤的质量，如果出现机头顶板垮落就会影响出煤高度，如果出現运输机搭接不合理就会出现运输机机头短喝循环煤或机头长拉不出去煤等情况，因此合格的工程质量才是正常放煤的基础。

3.4.1 工作面机头可以说是整个采煤工作的咽喉部位，它对放煤来说也是如此，正常生产过程中机头端头支架都必须连双网维护顶板，同时机头顺槽支架与端头1#架架间上倾向的工字钢支护顶板，使顺槽架与端头架形成抄手效果，防止降架时顶板下沉。

3.4.2 生产过程中严格控制运输机的上窜下滑，以机头为基准点管理运输机，运输机出现上窜或下滑时及时通过调面的方式保证运输机的搭接。

3.4.3 控制好工作面的采高和顶板，针对10m左右的煤厚的工作面，经现场多次实地观测统计得出采高低于3.2m时，放煤困难增加，放煤效果也较差，必须在安全措施规定的范围内尽量增加采高才能保证放煤效果。

3.4.4 同时工作面的顶板完好也很大程度上影响工作面的放煤质量。工作面顶板出现问题时，为治理顶板一般会采取上网上料的方法，这样网延至后部运输机处时，网不易破损造成放煤不成或放煤不完全。

4 安全措施

大倾角煤层的顶煤极易滑落至老空区及未垮落的顶煤落入采空区，容易在采空区形成瓦斯、一氧化碳等有毒有害气体，工作面进风端头出现漏风，会使大量有害气体从回风端头涌出造成气体超限。因此为减少有害气体的生成及危及安全，我们采取以下通防管理：

4.1 在工作面进、回风端头每10m施工一道全断面的碎煤墙，并喷涂防灭火材料;同时巷道外帮至端头架后挂一道挡风帘，挡风帘上接顶下到底板，全封闭状态，尽量减少向老空区漏风;

4.2工作面机尾段挂两道导风帘向后部运输机及回风端头导风，两道导风帘与运输机运行方向呈30°夹角，导风帘吊挂在支架顶梁上，一端紧贴煤壁，一端延至支架后立柱处，两道导风帘间隔至少15组支架，保证煤机截割此段时至少能保留一道导风帘在用。

通过我们对本工作面超前研究、超前准备及生产过程中工艺优化等一系列的理论分析、现场研究，得出了一套精细化放煤工艺，大大提高了放煤回收率，为大坡度仰斜开采厚煤层提供了有力的技术支持。

参考文献：

[1]《世界华商经济年鉴》 2012年2月29日 宋修通、王振亭、宋建龙 综放面端头架后部放煤提高回采率的研究与实践

[2]《中小企业管理与科技》2010年7月上旬刊供稿  张居仁1 魏国山2 陈海江32、浅谈综采放顶煤工作面回采工艺及提高回采率的措施